凸显优势的石墨烯锂电池应用

2016年中国重庆石墨烯产业展览会今天在重庆石墨烯产业园举行。此次展会产品包括石墨烯粉体材料设备、石墨烯薄膜、石墨烯大规模连续化制造设备等领域，将展现国内外石墨烯行业的最新成果、加工技术。同时还将举办石墨烯应用技术研究等系列论坛活动，进一步促进国内外石墨烯行业的交流和发展。

石墨烯是从石墨材料中剥离出来的二维碳材料，其不仅具有优异的热学、力学及电学性能，还具有低温吸氢、常温无散射、应变传感等优点。目前石墨烯应用主要集中在电子及化工领域，特别是在电子行业的锂电池电极、触摸屏、超级电容领域具有较强的竞争优势。

全球石墨烯专利数据显示，去年我国石墨烯专利数量全球排名第一。目前石墨烯的研发主要集中在亚洲及北美洲，其中我国是主要的研发国家，优先权专利申请数约占全球近一半。另外，全球石墨烯专利最为集中的前五个领域分别是锂电池、生化传感器、超级电容器、催化剂及导电复合材料。其中锂电池应用方面的专利数为646件，占专利总数的12.7%。因此石墨烯的应用研究在锂电池领域最为成熟，产业化进程有望提速。

随着制备技术日趋成熟以及下游需求逐渐打开，石墨烯材料对传统材料的替代将加快，未来在锂电池材料领域具有广泛的应用空间。从电子领域的下游需求来看，添加石墨烯后的锂电池主要应用于电动交通工具、智能手机、笔记本电脑、移动电源、可穿戴设备及工业储能等领域。数据显示，今年1月至9月我国新能源汽车生产30.2万辆，比上年同期增长93%，在新能源车产量迅猛增长的同时，锂电池需求也将激增。石墨烯锂电池具有减低电阻、改善循环性能和储电量大等优点，将有利于推动石墨烯在锂电池领域的产业化发展。

目前石墨烯在锂电池中的添加形式主要有导电添加剂、电极复合材料及直接作为负极材料三种形式。其中，石墨烯导电添加剂的导电、放电性能远远优于传统导电剂，其在制备过程中不涉及复杂的合成过程，因此可控性较强，难度较低，成功率较高，目前石墨烯导电剂研发技术已经相对成熟。

随着扶持政策不断加码，以及生产成本的下降，我国石墨烯导电剂将迎来规模化生产机遇。今年工信部等四部委联合发布了《关于加快新材料产业创新发展的指导意见》，要求积极开发前沿材料，包括石墨烯、增材制造材料、智能材料、超材料等基础研究与技术积累。另外，《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》指出，在2020年形成完善的石墨烯产业体系，实现石墨烯材料标准化、系列化和低成本化，在多领域实现规模化应用。

石墨烯产业联盟数据显示，去年石墨烯导电剂价格为230美元/千克，与碳纳米管导电剂价格大致相同，预计到2020年石墨烯导电剂价格将降至113美元/千克，而碳纳米管价格将维持在200美元/千克的水平，石墨烯导电剂的价格优势将逐步显现。